Upload
bakhtiar-eka-saputra
View
665
Download
63
Embed Size (px)
DESCRIPTION
X
Citation preview
LAPORAN PRAKTIKUM METODE PEMISAHAN KIMIA
PENENTUAN KAPASITAS RESIN PENUKAR ION
NAMA : RIZA AULIA
STAMBUK : F1C1 07 025
KELOMPOK : 5
ASISTEN : YAYUK YUSMILA
JURUSAN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS HALUOLEO
KENDARI
2009
PENENTUAN KAPASITAS RESIN PENUKAR ION
A. Tujuan Percobaan
Tujuan dari percobaan ini adalah menentukan kapasitas resin penukar anion.
B. Landasan Teori
Aneka ragam bahan, alamiah maupun sintetik, organik maupun anorganik,
memperagakan perilaku pertukaran ion. Dalam laboratorium penenlitian, dimana
keseragaman dipentingkan, penukar ion yang disukai biasanya adalah bahan sintetik
yang dukenal sebagai resin penukar ion. Resin penukar ion adalah suatu senyawa
polimer tinggi dimana terdapat gugusan-gugusan fungsional yang mengandung ion-
ion yang dapat ditukar. Kalau ion-ion yang dapat ditukar itu adalah kation, maka
disebut resin penukar kation (cation exchange resin) sedangkan jika yang
dipertukarkan adalah anion disebut resin penukar anion (anion exchange resin)
(Armid, 2006).
Penukar ion adalah pertukaran ion-ion secara reversible antara cairan
dan padatan. Pertukaran ion antar fasa yang berlangsung pada permukaan
padatan tersebut merupakan proses penyerapan yang menyerupai proses
penyerapan. Dalam pengolahan air, penukar ion dapat digunakan dalam pelunakan
air, demine-ralisasi atau “recovery” ion-ion metal yang terdapat di dalam air. Bahan
penukar ion merupakan suatu struktur organik/anorganik yang berupa gugus-gugus
fungsional berpori. Kapasitas penukaran ion ditentukan oleh jumlah gugus fungsional
per-satuan massa resin. Penukar ion positif (resin kation) ialah resin yang dapat
mempertukarkan ion-ion positif dan penukar ion negatif ialah resin yang dapat
mempertukarkan ion-ion negatif. Resin kation mempunyai gugus fungsi asam, seperti
sulfonat, sementara resin anion mempunyai gugus fungsi basa, seperti Amina. Resin
penukar ion dapat digolongkan atas bentuk gugus fungsi asam kuat, asam lemah,
basa kuat, dan basa lemah (Ahmad, 2008).
Berdasarkan gugus fungsionalnya, resin penukar ion terbagi menjadi dua yaitu
resin penukar kation dan resin penukar anion. Resin penukar kation, mengandung
kation yang dapat dipertukarkan, sedang resin penukar anion, mengandung anion
yang dapat yang dapat dipertukarkan. Secara umum rumus struktur resin penukar ion
yang dapat merupakan resin penukar kation (Gambar 1) dan resin penukar anion.
(Gambar 2):
Gambar 1. Resin Penukar Kation Gambar 2. Resin Penukar Anion
(Lestari, D., 2007).
Proses pertukaran dapat disajikan melalui ion cuplikan yang tak bergerak
mengandung gugus fungsi yang bermuatan ion tetap. Selain itu terdapat ion lawan
yang dapat ditukar didekatnya agar muatan netral. Ion cuplikan dapat bertukar dengan
ion lawan dan menjadi pasangan dari ion muatan tetap. Jika ion cuplikan berpasangan
dengan ion muatan tetap, ion tersebut tidak keluar dari kolom. Karena afinitas
berbagai senyawa terhadap ion muatan- tetap berbeda, kita dapat memisahkan
campuran senyawa ion. Proses pertukaran ion dapat dilakukan dalam pelarut berair
atau tak berair. Fase gerak biasanya mengandung ion lawan yang muatannya
berlawanan dengan muatan gugus ion permukaan. Ion lawan tersebut
berkesetimbangan dengan dammar dalam bentuk pasangan ion. Adanya ion linarut
yang muatanya sama dengan muatan ion lawan menimbulkan kesetimbangan
(Johnson, 1991).
Adanya klor dalam air minum dapat dihilangkan dengan suatu bahan yang
dinamakan resin penukar anion sehingga diperoleh air minum yang bebas dari ion
tersebut. Penggunaan resin penukar anion merupakan suatu cara pemisahan
berdasarkan dari muatan yang dimiliki oleh molekul zat terlarut. Resin penukar
anion terdiri dari matriks yang bermuatan positif dan ion lawannya adalah
negative. Pertukaran ion merupakan proses pertukaran kimia di mana zat yang
insoluble memisahkan ion-ion bermuatan positif atau negatif dari larutan elektrolit
dan melepaskan ion-ion bermuatan sejenis ke dalam larutan yang secara kimiawi
jumlahnya sama. Proses pertukaran ion ini tidak menyebabkan perubahan struktur
fisik penukar ion (Poerwadio, 2004).
Larutan yang melalui kolom disebut influent, sedangkan larutan yang keluar
kolom disebut effluent. Proses pertukarannya adalah serapan dan proses pengeluaran
ion adalah desorpsi atau elusi. Mengembalikan resin yang sudah terpakai ke bentuk
semula disebut regenerasi sedangkan proses pengeluaran ion dari kolom dengan
reagen yang sesuai disebut elusi dan pereaksinya disebut sebagai eluent. Yang disebut
dengan kapasitas pertukaran total adalah jumlah gugusan-gugusan yang dapat
dipertukarkan di dalam kolom dinyatakan dalam miliekivalen (Khopkar, 1991).
Titrasi argentometri merupakan titrasi dengan menggunakan larutan perak
nitrat untuk menentukan kadar halogen.
NaX(aq) + AgNO3(aq) → AgX(aq) + NaNO3(aq)
Penelitian ini menggunakan titrasi argentometri dengan metode Mohr yakni mula-
mula Ag+ yang ditambahkan bereaksi membentuk endapan AgCl berwarna putih.
Apabila Cl- sudah habis bereaksi maka kelebihan Ag+ selanjutnya bereaksi dengan
CrO42- yang berasal dari indikator K2CrO4 yang ditambahkan dan membentuk
endapan Ag2CrO4 yang berwarna merah bata, berarti titik akhir titrasi sudah
tercapai (Antara, et al., 2008).
C. Alat dan Bahan
a. Alat
Alat-alat yang digunakan dalam percobaan ini adalah sebagai berikut:
Timbangan analitik
Corong pisah
Kolom resin
Erlenmeyer 100 ml
Buret 50 ml
Gelas kimia 100 ml
Statif dan klem
Pipet tetes
Pipet ukur
Filler
Batang pengaduk
Kapas
b. Bahan
Bahan yang digunakan dalam percobaan ini adalah sebagai berikut:
Resin penukar anion
NaNO3 0,25 M
AgNO3 0,1 M
K2CrO4
Aquades
D. Prosedur Kerja
Resin penukar anion
- ditimbang 2 g
- dimasukkan dalam kolom berisi
aquades setengahnya
- ditambahkan 50 ml NaNO3 0,25 M
melalui atas kolom menggunakan
corong pisah dengan kecepatan
penetesan 2 ml/menit
- ditampung efluent dalam erlenmeyer
100 ml
efluent
- dititrasi dengan larutan standar
AgNO3 0,1 M dengan K2CrO4 sebagai
indikator
- dicatat volume AgNO3 yang
digunakan
- ditentukan kapasitas resin penukar
anion
- ditentukan kapasitas resin penukar
anion
Kapasitas resin penukar anion (C) = 0,19 mek/g
E. Hasil Pengamatan
a. Rangkaian Alat
1. Rangkaian alat kromatografi penukar anion
2. Rangkaian alat titrasi
b. Data Pengamatan
Dik: Volume AgNO3 yang digunakan = 3,8 ml
Normalitas AgNO3 = 0,1 mek/ml
Berat resin penukar anion = 2 g
Dit: Kapasitas resin penukar anion
Peny :
=
c. Reaksi-Reaksi
Reaksi pertukaran ion:
Reaksi titrasi efluent NaCl dengan larutan standar AgNO3:
AgNO3 + NaCl AgCl ↓ + NaNO3
2AgNO3 + K2CrO4 Ag2CrO4 + 2KNO3
F. Pembahasan
Metode pertukaran ion telah diamati sejak satu setengah abad yang lalu
(pertkaran ion dalam tanah), aluminium sulfat). Penukar ion alam dan sintetik
berkembang sekitar awal abad ke-20. penukar ion alam misalnya zeolit, tanah liat
untuk memurnikan air dari Ca, Mg, dan logam berat. Penukar ion alam dicirikan
dengan kapasitas terbatas. Resin sintetik dikembangkan oleh Adam dan Holmes tahun
1935, berupa polimer organik dengan berat molekul tinggi.
Resin penukar ion adalah suatu senyawa polimer tinggi dimana terdapat
gugusan-gugusan fungsional yang mengandung ion-ion yang dapat ditukar. Kalau
ion-ion yang dapat ditukar itu adalah kation, maka disebut resin penukar kation
(cation exchange resin) sedangkan jika yang dipertukarkan adalah anion disebut resin
penukar anion (anion exchange resin). Penukar ion positif (resin kation) ialah resin
yang dapat mempertukarkan ion-ion positif dan penukar ion negatif ialah resin yang
dapat mempertukarkan ion-ion negatif. Resin kation mempunyai gugus fungsi asam,
seperti sulfonat, sementara resin anion mempunyai gugus fungsi basa, seperti Amina.
Resin penukar ion dapat digolongkan atas bentuk gugus fungsi asam kuat, asam
lemah, basa kuat, dan basa lemah.
Dalam percobaan ini, dilakukan pemisahan dengan kromatografi penukar ion
untuk menentukan kapasitas resin penukar anion tersebut. Pada aplikasinya resin
dimasukkan ke dalam kolom kaca dengan panjang tertentu sehingga diperoleh suatu
kolom resin penukar anion. Di dalam kolom ini cepat dilakukan penukaran dan
pemisahan ion-ion secara ekivalen. Pada kromatografi penukar ion, senyawa-senyawa
ion dalam fasa gerak yaitu air dipisahkan berdasarkan perbedaan afinitas terhadap
gugus ionik yang merupakan bagian integral dari fasa padat tak larut yaitu resin
sebagai fasa diam.
Resin penukar anion terdiri dari matriks yang bermuatan positif dan ion
lawannya adalah negatif. Pertukaran ion merupakan proses pertukaran kimia di
mana zat yang insoluble memisahkan ion-ion bermuatan positif atau negatif dari
larutan elektrolit dan melepaskan ion-ion bermuatan sejenis ke dalam larutan yang
secara kimiawi jumlahnya sama. Dalam percobaan ini digunakan resin penukar anion
yang mengikat ion lawannya berupa Cl-. Resin penukar anion akan mempertukarkan
ion Cl- yang diikatnya sebagai ion lawan dengan anion cuplikan yaitu NO3- dari
NaNO3 secara ekivalen. Reaksi yang terjadi yaitu:
Jumlah NaNO3 yang dapat diubah ke dalam bentuk NaCl bergantung pada
kapasitas resin dan banyaknya resin itu sendiri dalam kolom. Pada percobaan ini
digunakan 2 g resin. Kapasitas resin penukar ion adalah suatu bilangan yang
menyatakan banyaknya ion yang dapat ditukarkan untuk setiap 1 g resin kering, atau
banyaknya ion yang dapat ditukar untuk setiap 1 ml resin basah. Kapasitas penukaran
ion ditentukan oleh jumlah gugus fungsional per-satuan massa resin.
Pada percobaan ini, larutan cuplikan NaNO3 yang dialirkan secara teratur
dengan corong pisah masuk ke dalam kolom dan akan mengalami kontak dengan
resin penukar anion yang mengikat anion Cl- sehingga anion cuplikan NO3- akan
ditukar dengan anion Cl- dari resin. Konsentrasi ion Cl- yang diperoleh sebagai
efluent ditentukan dengan cara titrasi pengendapan atau titrasi argentometri
menggunakan larutan standar AgNO3.
Titrasi argentometri merupakan titrasi dengan menggunakan larutan perak
nitrat untuk menentukan kadar halogen.
NaX(aq) + AgNO3(aq) → AgX(aq) + NaNO3(aq)
Percobaan ini menggunakan titrasi argentometri dengan metode Mohr yakni
mula-mula Ag+ yang ditambahkan bereaksi membentuk endapan AgCl berwarna
putih. Apabila Cl- sudah habis bereaksi maka kelebihan Ag+ selanjutnya bereaksi
dengan CrO42- yang berasal dari indikator K2CrO4 yang ditambahkan dan
membentuk endapan Ag2CrO4 yang berwarna merah bata, dan artinya titik akhir
titrasi sudah tercapai. Pada percobaan ini digunakan AgNO3 sebanyak 3,8 ml,
sehingga diperoleh kapasitas resin penukar anion 0,19 mek/g, yang artinya banyaknya
ion Cl- dari resin yang dapat ditukarkan dengan anion cuplikan adalah 0,19
miliekivalen setiap 1 gram resin kering tersebut.
G. Kesimpulan
Kesimpulan dari praktikum ini yaitu kapasitas resin penukar anion dari
percobaan ini adalah 0,19 mek/g.
DAFTAR PUSTAKA
Ahmad, Musa, 2008. ’ Penyisihan Kesadahan Dengan Metode Penukar Ion’ J. Kimia. Vol. 5 (1) : 2.
Antara,I. K. G., Suyasa, I. W. Budiarsa, dan Putra, A. A. Bawa, 2008. ’ Kajian Kapasitas Dan Efektivitas Resin Penukar Anion Untuk Mengikat Klor Dan Aplikasinya Pada Air’ J. Kimia. Vol. 2(2) : 2-3.
Armid, 2009, Penunjuk Praktikum Metode Pemisahan Kimia Analitik, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Haluoleo, Kendari.
Johnson, Edward, L., 1991, Dasar Kromatografi Cair, ITB, Bandung.
Khopkar, S.M., 1991, Dasar-Dasar Kimia Analitik, UI-Press, Jakarta.
Lestari, D. Erlina dan Utomo, Setyo Budi, 2007. ’ Karakteristik Kinerja Resin Penukar Ion Pada Sistem Air Bebas Mineral(GCA 01) RSG-Gas’ J. Teknologi Nuklir : 2.
Poerwadio, Andreas Djatmiko dan Masduqi, Ali, 2004. ’ Penurunan Kadar Besi Oleh Media Zeolit Alam Ponorogo Secara Kontinyu’ J. Purifikasi. Vol. 5 (4) : 1.